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褶皱构造、形成机制以和褶皱构造的观察和研究

(2)不对称褶皱: 轴面与包络面斜交, 两翼长度和厚度不 等。
3、根据翼间角大小: (1)平缓褶皱:翼间角﹤1800,大于1200 (2)开阔褶皱:翼间角700-1200 (3)闭合褶皱:翼间角300-700 (4)紧闭褶皱:翼间角﹤300 (5)等斜褶皱:翼间角近于00,两翼近平行
4、根据褶皱面
θ=00-100
Ⅴ:α=00-100
θ=00-100
(α)
Ⅵ:α=100-800
θ=100-800
Ⅶ: α=100-800;θ=100-800;γ=100-800
直立倾伏褶皱
倾竖褶皱 (竖直褶皱)
斜卧褶皱 (重斜褶皱)
斜歪倾 伏褶皱
直立水平褶皱
斜歪水平褶皱 平卧褶皱
(四) 褶皱的剖面形态分类
剖面(横截面):是⊥褶皱枢纽方向的剖面。
10、脊迹和槽迹:脊面或槽面与地面或 任意平面的交线。
最高点:脊

最大弯曲点

最低点:槽
三、褶皱轴面和枢纽产状的测定
褶皱枢纽和轴面产状是研究褶皱产状 和形态的基本要素。
基本概念:
θ r
在赤平图上用各褶皱面法线产状表 示褶皱弯曲面的这种图称π图。
用赤平投影方法求枢纽及轴面产状: 前提:已知褶皱两翼的产状。 枢纽产状: 1、为两翼投影大 圆弧的交线产状。 2、利用π图投影 法求枢纽产状。 枢纽产状可用倾伏 和侧伏表示。 轴面产状:为枢纽 及两翼锐(钝)夹角平分 线共圆后的大圆弧产状。
浅层次构造中
平行(同心) 褶皱特征
特征
相似褶皱
厚度
顶厚翼薄
平行轴面测 的视厚度
相等
曲率中心
没有共同的 曲率中心
曲率
基本不变
褶皱形态 随深度保持不变
构造层次
发育在较弱岩层中, 位于地壳的中及较 深层次构造中
相似褶皱特征
(2)根据褶皱中各层弯曲的相互协调性:
1)协调褶皱:各层弯曲形态一致或呈有 规律的过渡关系。
第四章 褶皱
第四章 褶 皱
第一节 褶皱构造几何学 第二节 褶皱的形成机制 第四节 褶皱构造的观察和研究
第一节 褶皱构造几何学
岩层受力发生弯曲变形称为褶皱。
褶皱的 规模差别很 大,形态千 姿百态,复 杂多变。
一、褶皱的基本类型
背斜:是指核部为老地层,两翼为新地层 的褶皱。
向斜:是指核部为新地层,两翼为老地层 的褶皱。
(1)层内物质的流动方向,自翼部 流向转折端,致使转折端部位增厚, 翼部相对减薄,从而形成相似褶皱或 顶厚褶皱。
(2)当软岩层与硬岩层互层时,受到 顺层挤压,硬岩层形成平行褶皱,而 软岩层易于流动,填充了由于层间滑 动形成的虚脱空隙,从而形成与硬岩 层褶皱形态不同的顶厚褶皱。
(3)当硬岩层中夹有一大层层理发 育相对容易流动的韧性岩层时,可在 主褶皱的翼部和转折端形成从属褶皱。
θ
四、褶皱的波长和波幅
褶皱波长和波幅可以从两个包络面之间 褶皱层周期性波形上进行量度。
褶皱波长(W):是指一个周期波的长 度,即等于两个相间拐点之间的距离。
波幅(A):是指中间线(在正交剖面 上连接各褶皱面拐点的线)与枢纽点之间的 距离。
波长和波幅是描述褶皱 大小的参数之一。在正交剖面 上才能较准确地测量出波长和 波幅的大小。
(七)褶皱的组合型式及其分布
(一)穹隆和构造盆地:
穹隆:是岩层褶皱的脊向四周作放射 状倾斜的背斜。
构造盆地:是岩层从四周向中心的槽 部倾斜的向斜。
(七)褶皱的组合型式及其分布
(1)雁行褶皱 (斜列式褶皱)
由一系列平行斜列 的短轴背、向斜组成。 一般认为是水平力偶作 用形成的。
(2) 隔档式褶皱和隔槽式褶皱
弯曲形态: a
b
(1)圆弧褶皱(a) (2)尖棱褶皱(b) (3)箱状褶皱(c) (4)扇状褶皱(d) (5)挠 曲 (e)
C e
圆弧褶皱
尖棱褶皱
箱状褶皱
(二) 褶皱在平面上的露头形态
线状褶皱:长宽比大于10︰1,是一种 狭长褶皱。
短轴褶皱:其长宽比介于3︰1~10︰1 之间的褶皱。
穹隆构造:长宽比小于3︰1的背斜构 造。褶皱面从中心向周缘倾斜,常无法确 定枢纽。
发育于水平挤压的构造 活动带。
认识复背斜和复向斜: 根据中央地带的次级褶皱的 核部地层的新老关系,核部 地层老于两侧者为复背斜, 新于两侧者为复向斜。
湖北汤池峡复背斜剖面图 河南嵩山五指岭复向斜剖面图
(八)叠加褶皱
叠加褶皱又称重褶皱,是指已经褶 皱的岩层再次弯曲变形而形成的褶皱。 沉积岩区的叠加褶皱可分为六种类型:
隔档式褶皱: 是由一系列平行的 窄而紧闭的背斜和 开阔平缓的向斜相 间排列组成。
隔槽式褶皱: 是由一系列平行的 紧闭向斜和平缓开 阔成箱状的背斜相 间排列组成。
四川盆地东部隔档式褶皱
形成机理: 主要是盖层在基 底上剪切滑动形 成的滑脱构造。
(3) 复背斜和复向斜
是由许多次级褶皱所组 成的巨大背斜或巨大向斜。
如果地层新老关系不清,可先用背形和向 形描述。
二、褶皱的基本要素
1.核部:泛指褶皱中心部位的岩层。 2.翼部:泛指褶皱两侧部位的岩层。 3. 转折端: 指褶皱面从一翼过渡到另一翼 的弯曲部分。
4、褶轴:又称褶皱轴线或轴。对圆柱状 褶皱而言,是指一条平行自身移动能描绘出 褶皱面弯曲形态的直线,该直线称为褶轴。
图中AB边与BC边等度数 相联的线代表轴面等倾角线; AC边各度数与B点的联线为枢 纽在轴面上的等侧伏角线; AC、BC等度数结合轴面产状 关系相联的曲线为枢纽等倾 伏角线。
Ⅰ:α=800-900
θ=00-100
Ⅱ:α=800-900
θ=100-800
Ⅲ:α=800-900
θ=800-900
Ⅳ:α=100-800
2)不协调褶皱:各层弯曲形态明显不同。
不协调褶皱
不协调褶皱
(五) 兰姆赛的褶皱几何分类
依据褶皱横截面上褶皱层等倾斜线型式和
厚度变化参数所反映的相邻褶皱面的曲率关系
将褶皱划分为三类五型。
等倾斜线:褶皱层上、下面上倾角相等切
点的联线。ⅠA
ⅠB
ⅠC


Ⅰ类:这类褶皱岩层的等倾斜线从核部向 外侧呈扇形撒开,根据撒开程度不同,细分为 三个亚型:
(4)在侧向挤压下软岩层发生强烈层内流 动,可产生线理、劈理或片理等小构造;如其 间夹有脆性薄岩层,还可形成构造透镜体。
①厚层硅质石灰岩 ②炭质板岩夹薄层硅
质石灰岩 ③顺层流劈理 ④顺层剪裂面 ⑤张节理 ⑥由硅质石灰岩形成
的构造透镜体 ⑦翼部剪节理 ⑧反扇形流劈理
(二)横弯褶皱作用(bending folding)
褶轴
圆柱状褶皱
5.枢纽:指同一 褶皱面上弯曲最大点 的联线。
6.轴面:各相邻 褶皱面的枢纽连成的 面称为轴面。
7、轴迹:轴面 与地面或其它任何面 的交线称为轴迹。
8、翼间角:正 交剖面上两翼的内夹 角。
轴 迹
轴 迹
枢纽
轴面
9.脊、脊线、脊面 和糟、槽线、槽面: 背斜的同一褶皱面上的 最高点为脊,它们的连 线为脊线;向斜的同一 褶皱面上的最低点为槽, 它们的连线为槽线。若 干相邻褶皱面上的脊线 或槽线联成的面,分别 称为脊面和槽面。
ⅠA型:等倾斜线强烈向外呈扇形撒开, 各线长短差别很大,为典型顶薄褶皱。
ⅠB型:等倾斜线从核部向外均匀撒开,并 和层面正交,各线长度大致相等,为典型的等 厚褶皱。
ⅠC型:等倾斜线从核部向外略呈扇形撒开, 转折端附近的倾斜线比两翼附近的要略长一些, 反映出两翼厚度变薄的趋势,这是等厚褶皱向 顶厚-相似褶皱过渡的类型。
横弯褶皱作用: 岩层受到和层面垂 直的外力作用而发 生的褶皱,称为横 弯褶皱作用。
地壳差异升降 运动,岩浆或岩盐 的底辟作用以及同 沉积褶皱作用所形 成的褶皱都属于横 弯褶皱。
特点: (1 (2)横弯褶皱作用往往形成顶薄褶皱。顶 部可出现放射状或同心圆状断裂。 (3)由于垂直运动,物质由顶部向翼部流 动,韧性岩层在翼部形成轴面向外倾斜的小褶 皱。
背斜基本特征
1、顶薄翼厚:岩层厚 度有轴部向两翼变厚,顶 部多见局部不整合。
2、上缓下陡:褶皱两 翼的倾角上缓下陡。
3、顶粗翼细:同一层的岩性由顶部向 两翼逐渐变细。
4、高点偏移:上部构造与下部构造的 形态常常不吻合,上下部的构造高点发 生明显的位移。
(2) 底辟构造和盐丘
底辟构造是地下高韧性岩体如:岩盐、 石膏、粘土或煤层等,在构造力或由于岩 石物质间密度的差异所引起的浮力作用下, 向上流动并挤入上覆岩层之中而形成的一 种构造。
折端方向滑动。 小构造:见旋转剪节理、同心剪节理、擦
痕、虚脱等现象。
(3)当两个强硬岩层之间夹有层理发育 的韧性岩层时:发生纵弯褶皱作用,则会在 层间滑动的力偶作用下,使薄层韧性岩层发 生层间小褶皱。
可以利用 翼部不对称层 间小褶皱判断 上下层面及背、 向斜位置。
2、弯流褶皱作用:岩层弯曲变形 时,不仅发生层间滑动,而且某些岩 层的内部还出现物质流动现象。主要 特征是:
盐丘(salt dome)是由于岩盐和石膏 向上流动并挤入围岩,使上覆岩层发生拱 曲隆起而形成的一种构造。
盐丘构造: 盐核:变形复杂多样,多为竖直褶皱或叠 加褶皱(与岩盐体多次上升流动有关)。 围岩构造:顶部形成穹隆构造或短轴背斜, 产生放射状、环状断层;周边为陡倾正断层; 围岩形成环形的周缘向斜。
1、跨褶型 3、重褶型 5、弯褶型
2、移褶型 4、限褶型 6、加强型
第二节 褶皱形成机制
一、褶皱形成机制的基本类型 二、褶皱形成中的压扁作用 三、影响褶皱形成的主要因素
一、褶皱形成的基本类型
(一)纵弯褶皱作用(buckle folding): 岩层受到顺层挤压力而产生褶皱的作用,
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